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喀斯特高原山區(qū)灌叢草地昆蟲群落多樣性研究

2021-10-20 06:42陳志敏黃秀東李中森常志敏龍見坤
環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào) 2021年5期
關(guān)鍵詞:灌叢均勻度群落

陳志敏,黃秀東,張 茂,李中森,常志敏,2,龍見坤,2*

(1.貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,貴陽 550025;2.貴州大學(xué)昆蟲資源開發(fā)利用省級(jí)特色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,昆蟲研究所,貴陽 550025)

灌叢草地是草地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,具有涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙、保護(hù)生物多樣性、調(diào)節(jié)氣候等生態(tài)功能(張大治, 2012)。喀斯特高原山區(qū),由于地形較為陡峭,光、水、土等資源分布不均勻和人類不合理的開發(fā)利用使水土流失日趨嚴(yán)重,導(dǎo)致大面積的灌叢草地退化,甚至向石漠化方向演變,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境惡劣、生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展受阻、生物多樣性降低(許留興, 2015; 史莎娜, 2018)。昆蟲作為物種最豐富的動(dòng)物類群,對(duì)維持植物群落組成及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性十分重要,是草地生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性不可或缺的組成部分(楊興卓, 2019)。然而,昆蟲群落多樣性易受氣候條件、植被多樣性等環(huán)境因子以及人為干擾的影響,進(jìn)而產(chǎn)生不同的發(fā)生規(guī)律(劉生冬, 2019; 鄭曉旭, 2020)。因此,開展放牧背景下灌叢草地昆蟲群落多樣性研究,對(duì)該生態(tài)系統(tǒng)及其物種多樣性的保護(hù)與利用具有重要的指導(dǎo)作用。

目前,國內(nèi)有關(guān)灌叢草地昆蟲群落多樣性及其功能群的研究報(bào)道較少,針對(duì)喀斯特高原山區(qū)灌叢草地昆蟲群落多樣性的研究幾近空白。因此,本文通過對(duì)貴州省大方縣星宿鄉(xiāng)崔蘇壩境內(nèi)的灌叢草地昆蟲群落多樣性進(jìn)行研究,旨在弄清喀斯特高山地區(qū)灌叢草地昆蟲群落多樣性變化特征和與環(huán)境因素之間的相關(guān)性,為喀斯特灌叢草地生物多樣性的保護(hù)與利用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

研究區(qū)位于貴州省大方縣星宿鄉(xiāng)崔蘇壩(27°23′N,105°52′E,海拔1 730~1 820 m),地勢(shì)南北較低,中部較高,屬于典型的喀斯特峰叢中切槽谷地形。研究區(qū)屬于亞熱帶高原季風(fēng)濕潤氣候,具有雨霧日多即屬“十里不同天”的立體氣候特點(diǎn)。其陰雨天氣多,日照少,雨季特別明顯,雨量充沛,年平均降水量為1 118.05 mm,月均降水量大于100 mm的月份集中在5-9月。研究區(qū)為天然灌叢草地,面積大小約為33.33 ha,灌叢以杜鵑花科Ericaceae和薔薇科Rosaceae植物為主,全年放牧為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民自由放牧的本地黃牛和山羊。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品采集

本研究調(diào)查時(shí)間為2018年9月-2019年8月,每月中旬進(jìn)行一次調(diào)查,調(diào)查天氣均為晴天。以隨機(jī)5點(diǎn)取樣法進(jìn)行樣點(diǎn)取樣,每個(gè)樣點(diǎn)大小為40 m×40 m,樣點(diǎn)間距不低于500 m,每個(gè)樣點(diǎn)以Z字型5點(diǎn)取樣法進(jìn)行樣方取樣,每個(gè)樣方面積大小均為2 m×2 m,共計(jì)25個(gè)樣方。每個(gè)樣方昆蟲的采集采用網(wǎng)捕法、陷阱法和黃盤誘集法相結(jié)合進(jìn)行。用昆蟲網(wǎng)(昆蟲網(wǎng)眼1 mm,口徑為35 cm,網(wǎng)深80 cm,整體長度170 cm)在每個(gè)樣方內(nèi)來回重復(fù)2次掃網(wǎng)(共20網(wǎng))進(jìn)行昆蟲標(biāo)本的采集,之后用陷阱法在每個(gè)樣方內(nèi)以Z字型設(shè)置5個(gè)陷阱(陷阱為400 mL塑料杯,杯口直徑為95 mm,杯深為116 mm,底部直徑為55 mm,里面加入1/3容量的可樂作為引誘劑),同時(shí)在每個(gè)樣方四周分別放置1個(gè)黃盤(共4個(gè),每個(gè)黃盤口徑為20 cm,盤內(nèi)加入適量鹽及無香味的清潔劑水溶液)。陷阱法與黃盤誘集法的放置時(shí)間均為24 h。將上述采集方法對(duì)每個(gè)樣方所采集到的所有昆蟲標(biāo)本存放到裝有75%酒精的50 mL離心管內(nèi)保存,并做好編號(hào)、記錄帶回室內(nèi)鑒定與數(shù)理統(tǒng)計(jì)。參考相關(guān)資料(楊貴軍, 2013; 潘卉, 2017; 何云川, 2018; 陳蔚, 2019; 顧偉, 2011)將灌叢草地昆蟲功能群劃分為植食性昆蟲(Phytophagous group,簡稱Ph)、捕食性昆蟲(Predatory group,簡稱Pr)、寄生性昆蟲(Parasitic group,簡稱Pa)、雜食性昆蟲(Omnivorous group,簡稱Om;腐生性昆蟲和對(duì)植物幾乎沒有危害也不捕食其它動(dòng)物的昆蟲)。

采用大小為1 m×1 m的樣方框?qū)ι鲜鰳狱c(diǎn)進(jìn)行植被數(shù)量特征調(diào)查,每個(gè)樣點(diǎn)5個(gè)重復(fù),分別記錄樣方框內(nèi)的植被的物種數(shù)和植被的自然高度。利用Ttakeme土壤溫度水分測(cè)定儀、溫濕度計(jì)對(duì)樣方框內(nèi)的每個(gè)樣方進(jìn)行微氣候的測(cè)定(包括土壤表層溫度、土壤深度0~5 cm含水量、空氣溫濕度)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Excel和SPSS 26.0對(duì)灌叢草地所采集到的標(biāo)本數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,其中昆蟲群落的活動(dòng)特征、物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)等指數(shù)的計(jì)算方法參照鄒言等(2020)。灌叢草地昆蟲群落的活動(dòng)特征、物種豐富度、多樣性指數(shù)、均勻度、優(yōu)勢(shì)度等與環(huán)境間的互作關(guān)系采用單因素方法、相關(guān)性分析進(jìn)行分析。

利用Berger-Parker優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)進(jìn)行群落物種等級(jí)劃分。其中D≥10%時(shí)為優(yōu)勢(shì)種(Dominant species),Ⅰ表示;5%≤D<10%時(shí)為豐盛種(Abundant species),Ⅱ表示;1%≤D<5%時(shí)為常見種(Frequent species),Ⅲ表示;0.1%≤D<1%時(shí)為偶見種(Occasional species),Ⅳ表示;D<0.1%時(shí)為罕見種(Rare species),Ⅴ表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌叢草地昆蟲群落及其功能團(tuán)結(jié)構(gòu)特征分析

本研究共采集標(biāo)本12 481號(hào),隸屬8目77科(見表1)。其中優(yōu)勢(shì)科共計(jì)2科,分別為蟻科Formicidae和蚊科Culicidae,分別占總個(gè)體數(shù)的35.045%和24.950%;豐盛科僅1科,為姬蜂總科Ichneumonoidea,占總個(gè)體數(shù)5.244%;常見科共計(jì)10科,占總個(gè)體數(shù)的30.514%;偶見科共計(jì)21科,占總個(gè)體數(shù)的7.450%;罕見科共計(jì)43科,占總個(gè)體數(shù)的0.9%。

灌叢草地昆蟲群落的4個(gè)功能團(tuán)中(見表1),雜食性性昆蟲(Om)個(gè)體數(shù)量最多,共3目8科7 534號(hào)標(biāo)本,占總個(gè)體數(shù)60.365%;其次為植食性昆蟲(Ph),共6目45科2 961號(hào)標(biāo)本,占總個(gè)體數(shù)23.881%;第三為寄生性昆蟲(Pa),共2目8科1 004號(hào)標(biāo)本,占總個(gè)體數(shù)8.098%;最后為捕食性昆蟲(Pr)的個(gè)體數(shù)量最少,共5目16科982號(hào)標(biāo)本,占總個(gè)體數(shù)11.743%。而從灌叢草地昆蟲群落功能團(tuán)科級(jí)水平來看,科級(jí)數(shù)量大小順序依次為Om>Ph>Pa>Pr。其中Om共有優(yōu)勢(shì)科2個(gè)、偶見科2個(gè)和罕見科4個(gè);Ph共有常見科6個(gè)、偶見科14個(gè)、罕見科25個(gè);Pa共有豐盛科1個(gè)、常見科1個(gè)、偶見科2個(gè)和罕見科4個(gè);Pr共有常見科3個(gè)、偶見科3個(gè)、罕見科10個(gè)。從5個(gè)等級(jí)劃分的級(jí)數(shù)來看,其中Pa的等級(jí)級(jí)數(shù)最多(共4個(gè)等級(jí));其次為Om、Ph和Pr、(均為3個(gè)等級(jí)),且均無優(yōu)勢(shì)科;Om有優(yōu)勢(shì)科2個(gè)。

2.2 灌叢草地昆蟲群落多樣性動(dòng)態(tài)變化分析

灌叢草地昆蟲群落物種數(shù)的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)如圖1所示。昆蟲群落的物種數(shù)在研究期間變化趨勢(shì)為從1月(1科)逐漸增加,至8月最高(28科),之后逐漸減少直至次年1月最低(圖1-a),其中1月與2月的昆蟲群落物種數(shù)無顯著差異外,與其它月份均存在顯著差異性(P<0.05);2月的昆蟲群落物種數(shù)與1月相同;6月與5月、7月、8月、9月的昆蟲群落物種數(shù)無顯著差異外,均與其它月份的昆蟲群落物種數(shù)存在顯著差異性(P<0.05);8月與5月、7月、8月、9月的昆蟲群落物種數(shù)無顯著差異外,均與其他月份的昆蟲群落物種數(shù)存在顯著差異性(P<0.05);10月與3月昆蟲群落物種數(shù)無顯著差異,均與其它月份的昆蟲群落物種數(shù)存在顯著差異性(P<0.05);11月與12月、4月的昆蟲群落物種數(shù)無顯著差異外,均與其它月份的昆蟲群落物種數(shù)存在顯著差異性(P<0.05);12月與3月、4月的昆蟲群落物種數(shù)無顯著差異外,與其他月份的昆蟲群落物種數(shù)均存在顯著差異性(P<0.05)。期間,昆蟲群落的個(gè)體數(shù)量變化趨勢(shì)為1月數(shù)量最少(1.6頭),2月過后數(shù)量才開始逐漸升高,直至5月最多(393.4頭),至6月有所跌落,然后進(jìn)入7月數(shù)量又逐漸回升,直至8月、9月達(dá)第二個(gè)峰值后才逐漸降低至次年1月最少(圖1-b),其中1月與7月、8月、9月的昆蟲個(gè)體數(shù)存在顯著差異性(P<0.05),與其它月份的昆蟲個(gè)體數(shù)均無顯著差異性;2月、5月的昆蟲個(gè)體數(shù)情況與1月相同;6月與11月、12月、1月、2月的昆蟲個(gè)體數(shù)存在顯著差異性(P<0.05),與其它月份的昆蟲個(gè)體數(shù)均無顯著差異性;7月與5月、8月、9月、11月、1月、2月的昆蟲個(gè)體數(shù)存在顯著差異性(P<0.05),與其余月份的昆蟲個(gè)體數(shù)均無顯著差異性。而昆蟲多樣性指數(shù)則在6月(2.48)最高,6月到次年1月份呈現(xiàn)逐漸降低的現(xiàn)象,且在次年1月(0.24)達(dá)最低(圖1-c);其中6月與12月、1月、2月、4月的昆蟲多樣性指數(shù)存在顯著差異性(P<0.05),與其它月份的昆蟲多樣性指數(shù)均無顯著差異性。豐富度1-8月份呈上升趨勢(shì),其中8月(4.91)最高,之后8月至次年1月份逐漸下降達(dá)最低(0.41)(圖1-d),其中8月與5月、6月、7月、8月的豐富度無顯著差異外,與其他月份的豐富度均存在顯著差異性(P<0.05)。昆蟲群落均勻性指數(shù)在研究期間波動(dòng)相對(duì)較小,其中11月(0.84)最高,次年1月(0.34)最低(圖1-e)。其中11月與1月的均勻度指數(shù)存在顯著差異性(P<0.05),與其它月份的均勻度指數(shù)均無顯著差異性;而1月與2月、6月、7月、11月的均勻度指數(shù)存在顯著差異(P<0.05),與其它月份的均勻度指數(shù)均無顯著差異性。灌叢草地昆蟲群落的優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)共出現(xiàn)3個(gè)峰值,分別為1月(0.44)、4月(0.35)和9月(0.34)。

圖1 喀斯特高原山區(qū)灌叢草地昆蟲群落多樣性動(dòng)態(tài)變化(2018-2019年)

灌叢草地昆蟲4個(gè)功能群個(gè)體數(shù)在不同時(shí)間的呈現(xiàn)趨勢(shì)如圖2所示。植食性昆蟲個(gè)體數(shù)(圖2-a)有4個(gè)峰值,變化趨勢(shì)為1月最少(0.6頭),5月最多(100.4頭),6月時(shí)迅速減少,7月迅漲呈第二個(gè)峰值,8月又迅速降低,9月緩慢上升呈第三個(gè)峰值,10月緩慢降低,之后次年的2月升高呈第四個(gè)峰值,之后逐漸減少直至次年1月、2月最低,其中5月與8月、10月、11月、12月、1月、4月的植食性昆蟲個(gè)體數(shù)均存在顯著差異性(P<0.05);1月與5月、7月、9月的植食性昆蟲個(gè)體數(shù)均存在顯著差異性(P<0.05)。捕食性昆蟲個(gè)體數(shù)(圖2-b)有 3個(gè)峰值,變化趨勢(shì)為由1月(1頭)逐漸增加至7月最高(68.2頭)呈現(xiàn)第一峰值,至8月降低,之后逐漸增加至9月呈現(xiàn)第二個(gè)峰值,10月急劇降低,至12月有所增加呈第三個(gè)峰值,之后逐漸減少到次年1月、2月最低;其中7月與5月、6月、8月、9月、12月的捕食性昆蟲個(gè)體數(shù)無差異性外,其余均存在顯著差異性(P<0.05);1月與2-5月、10月、11月的捕食性昆蟲個(gè)體數(shù)無差異外,其余均存在顯著差異性(P<0.05)。寄生性昆蟲個(gè)體數(shù)(圖2-c)有2個(gè)峰值,變化趨勢(shì)為1月最少(0頭),緩慢增加至3月呈第一個(gè)較小的峰值,4月稍有下降,至5月逐漸增加到7月呈第二個(gè)大的峰值(40.8個(gè)),8月逐漸減少至次年的1月達(dá)到最低,其中6月、7月、8月、9月分別與其他月份的寄生性昆蟲個(gè)體數(shù)存在顯著差異性(P<0.05);1月與2月、3月、4月、11月、12月的寄生性昆蟲個(gè)體數(shù)無差異外,其余均存在顯著差異性(P<0.05)。雜食性昆蟲個(gè)體數(shù)(圖2-d)有2個(gè)峰值,變化趨勢(shì)為從1月(0頭)開始逐漸增加至3月出現(xiàn)第一峰值,4月稍微降低,至5月呈現(xiàn)第二個(gè)峰值,之后在6月份急劇降低,6月后逐漸增加至9月出現(xiàn)第3個(gè)峰值且為最高峰(137.7頭),10月后至次年1月緩慢較少,雜食性昆蟲個(gè)體數(shù)在調(diào)查研究過程中9月與次年的8月均與其它月份的寄生性昆蟲個(gè)體數(shù)存在顯著差異性(P<0.05);1月與7月、8月、9月的寄生性昆蟲個(gè)體數(shù)存在顯著差異性(P<0.05),其余均無差異性。

圖2 喀斯特高原山區(qū)灌叢草地昆蟲功能群個(gè)體數(shù)動(dòng)態(tài)變化

2.3 灌叢草地生態(tài)環(huán)境與昆蟲群落多樣性的相關(guān)性分析

生態(tài)環(huán)境與昆蟲功能群個(gè)體數(shù)的相關(guān)性分析表明植食性昆蟲(Ph)的個(gè)體數(shù)、豐富度、多樣性指數(shù)與土壤溫度、空氣溫度、植被物種數(shù)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01);其豐富度、多樣性指數(shù)與植被高度呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與土壤含水量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01);其均勻度和優(yōu)勢(shì)度與空氣濕度呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)(表2)。捕食性昆蟲(Pr)的個(gè)體數(shù)、豐富度、多樣性指數(shù)與土壤溫度、空氣溫度、植被物種數(shù)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;其個(gè)體數(shù)和多樣性指數(shù)與土壤含水量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01);其優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)與土壤溫度、空氣溫度、植被高度、植被物種數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。寄生性昆蟲(Pa)的個(gè)體數(shù)、豐富度與土壤溫度、空氣溫度、植被物種數(shù)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01);其多樣性指數(shù)、均勻度與土壤溫度、空氣溫度均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01);其均勻度與空氣濕度呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01),而優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)與土壤溫度、土壤含水量、空氣溫度、空氣濕度、植被高度、植被物種數(shù)均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。雜食性昆蟲(Om)個(gè)體數(shù)、豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均與空氣溫度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01);其個(gè)體數(shù)與土壤溫度、植被高度、植被物種數(shù)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,而多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均與空氣濕度呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。昆蟲的個(gè)體數(shù)、豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)均與土壤溫度、空氣溫度、植被物種數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),其豐富度與植被高度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,而優(yōu)勢(shì)集中指數(shù)與土壤溫度、空氣溫度、植被物種數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)(表2)。

表2 環(huán)境因子與昆蟲功能群的相關(guān)性分析

3 結(jié)論與討論

本研究表明,在喀斯特灌叢草地不同季節(jié)昆蟲群落組成與分布具有一定的差異。雙翅目和膜翅目昆蟲個(gè)體數(shù)量占據(jù)較大優(yōu)勢(shì),這與王美娜等(2017)對(duì)山地昆蟲研究結(jié)果相同。本研究的昆蟲物種多樣性大小變化與其豐富度和均勻度變化趨勢(shì)一致,與其優(yōu)勢(shì)度相反,與周玉鋒等(2009)對(duì)人工草地節(jié)肢動(dòng)物多樣性研究結(jié)果相同。個(gè)體數(shù)在6月份最高,這與李帥等(2016)對(duì)貴州人工混播草地昆蟲群落多樣性的研究結(jié)果相似。此外,昆蟲多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)一致時(shí),昆蟲群落結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定(2011)。本研究結(jié)果表明昆蟲多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)變化趨勢(shì)比較一致主要體現(xiàn)在5-8月(圖1-c、1-e),說明喀斯特高原山區(qū)灌叢草地昆蟲群落結(jié)構(gòu)在5-8月比較穩(wěn)定。

喀斯特灌叢草地功能群昆蟲結(jié)構(gòu)不同,本研究結(jié)果表明,雜食性昆蟲最多,捕食性昆蟲最少,與前人(李帥, 2016; 陳蔚, 2019)的研究結(jié)果相反,這是因?yàn)榕c研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境有關(guān),如雜食性昆蟲蚊類數(shù)量隨溫度的升高而降低(童春富, 2002; 凡美玲, 2017)。研究區(qū)位于高海拔地區(qū),溫度較低,為雜食性昆蟲提供了適宜的發(fā)育條件,此外,雜食性昆蟲蚊科與蟻科個(gè)體數(shù)量異樣,使得雜食性昆蟲個(gè)體數(shù)量最多。雜食性昆蟲數(shù)量多,說明灌叢草地害蟲種群爆發(fā)的可能性較低(李志剛, 2016),同時(shí),也是灌叢草地昆蟲生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)營養(yǎng)鏈的調(diào)控具有重要作用。此外,不同昆蟲功能群除取食性不同外,生長發(fā)育、繁殖方式、活動(dòng)等生物學(xué)特性也存在著一定的差異,從而導(dǎo)致不同的昆蟲功能群個(gè)體數(shù)對(duì)生態(tài)環(huán)境因素的響應(yīng)有著不同的變化模式。

灌叢草地昆蟲群落組成與分布隨季節(jié)的更替而產(chǎn)生差異,昆蟲功能群個(gè)體數(shù)也隨之發(fā)生變化。本研究結(jié)果顯示植食性昆蟲個(gè)體數(shù)在5月最多,這除了氣溫回暖引起之外,可能還與植食性昆蟲有一部分為訪花昆蟲(蜜蜂科、花蠅科等)訪問開花植物有關(guān),而蜜源植物如火棘在5月仍任處于花期(朱欣, 2021),從而導(dǎo)致5月植食性昆蟲多。捕食性昆蟲與寄生性昆蟲在7月個(gè)體數(shù)量最多,雜食性昆蟲8月最多。主要是因夏季高溫多雨,一方面促進(jìn)植物與植食性昆蟲生長繁殖,為另外三類昆蟲功能群(捕食性昆蟲、寄生性昆蟲、雜食性昆蟲)提供了豐富的食物資源,另一方面在草地生態(tài)系統(tǒng)中,灌叢草地在該氣候條件下能為各類昆蟲提供良好的棲息地和避難所(李文瓊, 2017; Sloggett, 2020);同時(shí)草地植物群落的多樣化也增強(qiáng)了自身的抗病蟲害的能力,如螞蟻以花蜜為食而保護(hù)植物免受其他害蟲危害(Mohseni, 2021)。因此,捕食性昆蟲、雜食性昆蟲、寄生性昆蟲數(shù)量在7月、8月達(dá)到最高。

昆蟲多樣性受諸多環(huán)境因素的影響,有研究認(rèn)為溫度是影響昆蟲系統(tǒng)發(fā)育多樣性的關(guān)鍵性生態(tài)因子之一(金倩, 2018),李欣蕓等(2020)對(duì)賀蘭山自然保護(hù)區(qū)昆蟲多樣性調(diào)查研究結(jié)果表明,在一定溫度范圍內(nèi),植食性的磷翅目昆蟲多樣性隨溫度的升高而升高;同時(shí)昆蟲群落多樣性隨植被物種數(shù)的增加而增加(Litt, 2014)。本研究通過分析生態(tài)環(huán)境與昆蟲功能群之間的相關(guān)性,結(jié)果表明土壤溫度、空氣溫度、植被物種數(shù)與植食性昆蟲、捕食性昆蟲的個(gè)體數(shù)、豐富度、多樣性指數(shù)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,而雜食性昆蟲中僅有個(gè)體數(shù)、捕食性昆蟲的個(gè)體數(shù)、豐富度與植被物種數(shù)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,這與陳蔚等(2019)對(duì)荒漠草原植物多樣性對(duì)地面節(jié)肢動(dòng)物功能群多樣性的影響研究結(jié)果相似,這可能是因寄生性昆蟲多數(shù)以腐殖質(zhì)類動(dòng)植物為食或?yàn)榧闹?David, 2010),但其多樣性指數(shù)、均勻度則與植被物種數(shù)無顯著相關(guān)性,說明喀斯特灌叢草地生態(tài)系統(tǒng)在對(duì)寄生性昆蟲的物種多樣性的調(diào)節(jié)上很可能是通過植被物種多度來影響的,且在這一過程中植被物種多度對(duì)寄生性昆蟲的物種數(shù)量和個(gè)體數(shù)量影響較明顯,而對(duì)寄生性昆蟲的活動(dòng)、分布(即均勻度)等受影響不明顯。其三,雜食性昆蟲多樣性指數(shù)等與植被物種數(shù)無顯著相關(guān)性,可能是因?yàn)殡s食性昆蟲可以植物為食之外,其它資源如昆蟲等也有可能是它豐富的食物來源。

昆蟲群落多樣性與溫度、植被物種數(shù)有顯著的相關(guān)性外,土壤含水量也是重要的因素之一(張艷, 2020),間接的影響昆蟲群落的多樣性。本研究結(jié)果表明土壤含水量與植食性昆蟲、捕食性昆蟲呈極顯著負(fù)相關(guān)。因土壤含水量影響昆蟲幼蟲與成蟲的取食行為與移動(dòng)情況、生長發(fā)育情況,對(duì)成蟲移動(dòng)具有一定的導(dǎo)向作用(常曉娜, 2008),如陳法軍等(2003)研究表明,土壤含水量越高,幼蟲與蛹的死亡率越高。土壤含水量與寄生性昆蟲、雜食性昆蟲相關(guān)性不明顯,原因可能是該類昆蟲棲息方式(如不是土棲昆蟲)和取食方式不同造成,如對(duì)水分的索取主要依賴于其寄主等。但土壤水分條件好能夠促長豐富的植被,從而為昆蟲提供豐富的食物與棲息地(劉繼亮, 2017),但寄生性昆蟲和雜食性昆蟲的物種多樣性并未與植被物種數(shù)相關(guān)性呈明顯相關(guān)(表2),因此,寄生性昆蟲、雜食性昆蟲與土壤相關(guān)性較弱。

此外有研究表明,植被高度是直接或間接影響昆蟲群落多樣性的重要因素之一,植被高度從時(shí)間和空間上影響昆蟲食物資源的豐富度與棲息地的復(fù)雜情況,植被復(fù)雜程度通過植被高度簡單的表現(xiàn)出來,植被結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,如豐富的凋落物、土壤腐殖質(zhì)、家畜排泄物等可為昆蟲利用(K?r?si, 2012; Streitberger, 2016)。因此在植被高度的一定范圍內(nèi),昆蟲種類和數(shù)量隨植被高度的增加而增加(劉繼亮, 2017)。

本文對(duì)喀斯特高原山區(qū)灌叢草地昆蟲群落多樣性研究調(diào)查結(jié)果表明,雙翅目(蚊科)與膜翅目(蟻科)昆蟲為優(yōu)勢(shì)類群,可作為灌叢草地的指示性昆蟲;灌叢草地昆蟲群落多樣性隨季節(jié)時(shí)序變化,反映出群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在5-8月;功能群中雜食性昆蟲最為豐富;灌叢草地生態(tài)環(huán)境與昆蟲均有一定的相關(guān)性,其中土壤溫度、空氣溫度、植被物種數(shù)相關(guān)性最強(qiáng);研究結(jié)果可為保護(hù)喀斯特高原山區(qū)灌叢草地生態(tài)系及其生物多樣性提供數(shù)據(jù)支撐。

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